Предрасчет ошибки смыкания встречных забоев

Размещено на http://www.allbest.ru/

Федеральное агентство по образованию

Московский государственный горный университет

Кафедра маркшейдерского дела и геодезии

КУРСОВОЙ ПРОЕКТ

по дисциплине: «Маркшейдерия»

раздел: «Анализ точности маркшейдерских работ»

на тему: «Предрасчет ошибки смыкания встречных забоев»

Выполнила:

Данилова Е.А.

Москва 2011



Введение

Одной из важнейших работ маркшейдерской службы на горных предприятиях, как при строительстве, так и при эксплуатации является обеспечение проектного местоположения горных выработок, их элементов в натуре. Для этого маркшейдер, прежде всего, определяет место заложения (засечки) выработки, а затем осуществляет инструментальное задание направления ей, закрепляя это направление специальными съемочными знаками с опущенными отвесами. В дальнейшем маркшейдер осуществляет контроль за проведением выработки по заданному направлению с соблюдением проектного профиля и паспорта крепления и, в случае необходимости, осуществляет его перенос.

Для гарантии качественного выполнения маркшейдерских работ при сбойке горных выработок встречными забоями необходимо делать предварительную оценку точности смыкания забоев по каждому ответственному направлению. Для выполнения таких работ составляют проект и вычисляют ожидаемую погрешность определения предполагаемой точки встречи сбиваемых выработок.

Если ожидаемая погрешность оказывается больше допустимой, то пересматривается методика и средства производства измерений.



Задание

забой шахта месторождение

Вскрытие месторождения произведено двумя вертикальными стволами А и Б (приложение 2). На горизонте горных работ 510м планируется произвести сбойку квершлага.

С целью проведения ориентирно-соединительной съемки через каждый вертикальный ствол А и Б на поверхности от пунктов полигонометрической сети P и N проложены теодолитные ходы 1 разряда.

Поочередно через каждый ствол А и Б произведено ориентирование. Ориентирование через стволы А и Б выполнено геометрическим способом. В процессе ориентирования через каждый ствол проектирование выполнялось с помощью двух проволочных отвесов; примыкание - способом соединительных треугольников (приложение 3).

Известно по шахте А:

В результате вычислительной обработки проложенного теодолитного хода P-O-А определены дирекционный угол б_AB и координаты пункта B, расположенного в близи устья ствола А.

Длины сторон треугольника измерены рулеткой РВ-30 с погрешностью на поверхности m_а, m_b, m_c и в шахте m ^/_а, m^/_b, m^/_c. Примычные углы на поверхности и в шахте измерены теодолитом 2Т5К двумя круговыми приемами. Линейные величины эксцентриситета теодолита и сигнала приняты одинаковыми и составили: на поверхности - l; в шахте - l^/. Линейная погрешность проектирования отвесами составила e.

Известно по шахте Б: Ошибка ориентирования через вертикальный ствол Б с примыканием к отвесам способом соединительного треугольника составила

Для передачи координаты Z на первые реперы подземной нивелирной сети от пункта P на поверхности к реперам, расположенных у устьев стволов А и Б проложены нивелирные ходы. Нивелирные ходы на поверхности и в шахте проложены по тем же пунктам, что и полигонометрические ходы.

ТРЕБУЕТСЯ: на горизонте горных работ 510м определить среднюю ошибку смыкания забоев выработок шахт А и Б по ответственным направлениям Х^/ и Z согласно установленным допускам M _Х^/_доп, M_Zдоп.

Численные значения исходных данных приведены в приложении 1



1. Определение дирекционного угла оси сбойки

Дирекционный угол оси сбойки вычисляется по координатам точек 5' и 15' (таблица, приложение).

Разность дирекционных углов исходных сторон и и оси сбойки даст углы направления и :

Последовательность вычислений для определения ошибки смыкания забоев в горизонтальной плоскости (в плане):

1. Определение средней ошибки ориентирования шахты А.

Среднюю ошибку ориентирования шахты А вычислить по формуле:

где: - ошибки примычных углов;

- ошибки углов при отвесах;

- ошибка проектирования (таблица, приложение).

Ошибки примычных углов вычисляются по формуле:



?

?

где: l,l^/ - линейная величина эксцентриситета теодолита и сигнала соответственно на поверхности и в шахте (таблица, приложение);

m - ошибка собственного измерения угла горизонтального угла (таблица, приложение).

Ошибки углов при отвесах определяются по формулам:

где: m_а, m_b, m_c - средние ошибки сторон (таблица, приложение);

M_г - средняя ошибка измерения угла г (т.к. угол г измеряется, то M_г= m - ошибки измерения горизонтального угла (таблица, приложение 4).

Ошибка проектирования определяется по формуле:

,

e - линейная ошибка проектирования отвесами (e_O1= e_O2=e), ( приложение 1);

c - расстояние между отвесами О₁ и О₂. (с = 4,572 м)

2. Вычисление средней ошибки и положения точки К по ответственному направлению в зависимости от ошибок ориентировки шахт А и Б:

, где:

- и - проекции расстояния от центра ствола соответственно А и Б до точки К смыкания забоев на направление Y^/ (определены графически)

Вычисление средних ошибок и положения точки К в зависимости от ошибок измерения углов и длин сторон в теодолитных ходах на поверхности и в шахтах.

Теодолитные ходы на поверхности: P-S-O-А-B и P-N-M-Б, в шахте C^/-D^/-1^/-2^/-3^/-4^/-5^/-K^/ и Б-11^/-12^/-13^/-14^/-15^/-K^/. Вычисления выполняются для всех четырех ходов по формулам:

,

,

где: - ошибки измеренных углов в;

- проекции расстояний от точек полигона до точки К на ось Y^/ (определены графически, см. таблицу, приложение);

- проекция длины замыкающей L (соединяющей первую и последнюю точки хода) на ось X^/ (определены графически, см. таблицу, приложение).

Вычисление общей средней ошибки по ответственному направлению в горизонтальной плоскости:

.

При двукратном выполнении всего комплекса измерений:

, где

- и - средние ошибки положения точки К в зависимости от ошибок измерения углов и длин сторон в теодолитных ходах на поверхности и в шахтах (приложение 4 );

- и - средние ошибки положения точки К по ответственному направлению в зависимости от ошибок ориентировки шахт А и Б (приложение 4)

2. Последовательность вычислений для определения ошибки смыкания забоев в вертикальной плоскости (по высоте)

Средняя ошибка слагается в данном случае из ошибок измерения глубины шахтных стволов А и Б, геометрического нивелирования на поверхности и в шахте.

1. Вычисление средних ошибок и измерения глубины шахтных стволов А и Б по формулам:

,

где: и - допустимые разности измерений глубины стволов А и Б

Так как измерение глубины каждого ствола произведены дважды, то фактическая разность глубины сравнивается с разностью регламентируемой МТИ. Согласно требованиям МТИ, допустимая разность определяется по формулам: , , где: Н - глубина ствола, м (приложение 1).

2. Вычисление средних ошибок и смыкания забоев в зависимости от ошибок геометрического нивелирования на поверхности и в шахте.

Т.к. на поверхности и в шахте нивелирные ходы проложены по точкам теодолитных ходов, а так же нивелирование в шахте и на поверхности выполнено дважды, то вычисления и производятся по формулам:

,

где , - допустимые невязки нивелирных ходов на поверхности и в шахте (приложение 4).

3. Вычисление общей средней ошибки смыкания забоев в вертикальной плоскости по формуле:

, где:

- и - средние ошибки измерения глубины шахтных стволов А и Б;

- и - средние ошибки смыкания забоев в зависимости от ошибок геометрического нивелирования на поверхности и в шахте.

Вычисление предельных (ожидаемых) ошибок смыкания забоев и в плане и по высоте, опираясь на значения общих средних ошибок и смыкания забоев в горизонтальной и вертикальной плоскостях:

Mzдоп=±0,4м=±400мм

M Х'доп=±0,5м=±500мм



Заключение

В ходе выполнения курсовой работы были произведены все необходимые расчеты и измерения.

В конечном итоге, ожидаемые погрешности смыкания забоев в плане и по высоте не превышает допустимых погрешностей , .



Список использованной литературы

1. Ю.Н.Новичихин. Анализ точности маркшейдерских работ М.: МГИ, 1984. - 76с.

2. «Охрана недр и геолого-маркшейдерский контроль. Инструкция по производству маркшейдерских работ» (РД07-603-03. серия 7. выпуск 15. Москва. Федеральное государственное унитарное предприятие «Научно-технический центр по безопасности в промышленности Госгортехнадзора России».2004 г.

3. Борщ-Компониец В.И., Навитний А.М., Кныш Г.М. Маркшейдерское дело: Учебник для техникумов., 3-е издание, перераб. и доп., М.: Недра, 1992. - 447с.

4. Руководство пользователя AutoCAD 2010.

5. Руководство пользователя Microsoft Excel.



Приложение 1

Таблица 1. Исходные данные

1. Результаты съемки полигонометрических ходов

горизонтальные углы в
пункт	є	'	''	десят.
на поверхности: R-P-O-A-B
??РR	313	8	58	313,1494
RPS	309	26	12	309,4367
PSO	163	30	12	163,5033
SOA	143	10	14	143,1706
OAB	210	45	25	210,7569
в шахте A: C'-D'-1'-2'-3'-4'-5'
?С'D'	213	14	36	213,2433
D'	145	58	59	145,9831
1'	180	25	50	180,4306
2'	178	11	10	178,1861
3'	178	14	3	178,2342
4'	132	42	1	132,7003
5'	141	13	20	141,2222
на поверхности: R-P-N-M-Б
RPM	149	11	15	149,1875
PMN	186	12	10	186,2028
MNБ	217	54	16	217,9044
NБ11'	212	20	12	212,3367
в шахте Б: Б-11'-12'-13'-14'-15'
11'	177	59	45	177,9958
12'	182	22	14	182,3706
13'	180	41	22	180,6894
14'	220	53	17	220,8881
15'	229	16	31	229,2753
* длина штрека А - 500, 000м
** длина штрека Б - 500, 000м

Координаты пунктов

пункт	X,м	Y, м
P	3275,477	35802,758
Б	2899,428	36579,630
С'	2890,946	35087,15788
D'	2849,462	35059,9662
горизонтальные проложения s, м
PS	337,672
SO	240,726
ОА	238,289
в шахте A: C'-D'-1'-2'-3'-4'-5'
D'-1'	98,461
1'-2'	99,599
2'-3'	101,781
3'-4'	100,005
4'-5'	74,473
горизонтальные проложения s, м
на поверхности: R-P-N-M-Б
PM	321,766
MN	350,931
NБ	234,857
в шахте Б: Б-11'-12'-13'-14'-15'
Б-11'	116,521
11'-12'	125,257
12'-13'	99,456
13'-14'	103,589
14'-15'	68,021

2. Результаты ориентирно-соединительной съемки (по шахте А)

		????		XB	YB
	град.	мин.	сек.	м	м
	240	1	1	2901,735	35088,535
На поверхности:		?			ABO2=д		a	b	c	АВ=d
	град.	мин.	сек.	град.	мин.	сек.	м	м	м	м
	0	44	56	126	52	11	7,024	2,452	4,574	49,457
В шахте:		?'			O2С'Д'=е'		a'	b'	c'	С'Д'=d'
	град.	мин.	сек.	град.	мин.	сек.	м	м	м	м
	0	48	27	205	16	12	3,854	8,423	4,571	49,602

Погрешностью измерения длин сторон соединительных треугольников, мм:

на поверхности mа, mb, mc =±	1
в шахте m'а, m'b, m'c =±	1

Линейные величины эксцентриситета теодолита и сигнала, мм:

на поверхности l=±	1
в шахте l'=±	1,5

Линейная погрешность проектирования отвесами e, мм =±	0,6

3. Результаты съемки геометрического нивелирования

Глубина свола А, м	500,625
Глубина свола Б, м	500,328

4. Допуски к определению погрешности смыкания забоев шахт А и Б

в вертикальной плоскости Mzдоп±,м	0,4
в горизонтальной плоскости M Х'доп±,м	0,5

Приложение 2

Дано:

????

XB

YB

град.

мин.

сек.

десят

м

м

240

1

1

240,0169

2901,735

35088,53

На поверхности:

?

ABO2=д

a

b

c

АВ=d

град.

мин.

сек.

десят.

град.

мин.

сек.

десят.

м

м

м

м

0

44

56

0,748889

126

52

11

126,870

7,024

2,452

4,574

49,457

В шахте:

?'

O2С'Д'=е'

a'

b'

c'

С'Д'=d'

град.

мин.

сек.

десят.

град.

мин.

сек.

десят.

м

м

м

м

0

48

27

0,8075

205

16

12

205,270

3,854

8,423

4,571

49,602

Решение

Для шахты:

Для поверхности:

sin б' =

0,01188

sin в =

0,007

град.

мин.

сек.

град.

мин.

сек.

б' =

0

40

50

в =

0

24

5

sin в'1 =

0,0260

sin б1=

0,0201

град.

мин.

сек.

град.

мин.

сек.

в'1 =

1

29

17

б1 =

1

9

0

град.

мин.

сек.

град.

мин.

сек.

в' =

178

30

42

б =

178

50

59

Проверка:

град.

мин.

сек.

Проверка:

град.

мин.

сек.

б'+ в' +?' =

180

0

0

б+в + ? =

180

0

0

После проверки:

0,8235

?

После проверки:

0,9894

град.

мин.

сек.

град.

мин.

сек.

б' =

0

40

50

б =

178

50

59

град.

мин.

сек.

град.

мин.

сек.

в' =

178

30

42

в =

0

24

4

Проверка повтор:

Проверка повтор:

град.

мин.

сек.

град

мин

сек

б'+ в' +?' =

180

0

0

б+в + ? =

180

0

0

Свыч	4,572
Сизм	4,574

Контроль С выч и С изм:

Свыч	4,570
Сизм	4,571
Невязка:	-0,002
не превышает
Сср	4,572

Невязка:	-0,001
не превышает
2) A - B - O2-O1 - C' - D'
	град.	мин.	сек.	Хс' Ус' 2890,946 35087,158
a BO2 =	186	53	11
aO2O1 =	6	29	7
a O1C'=	187	9	57
a C'D' =	213	14	36

1) A - B - O1 - O2 - C' - D'
	град.	мин.	сек.
a BO1 =	187	38	8
a O1O2 =	186	29	7
a O2C'=	187	58	24
a C'D' =	213	14	36



Приложение 3

По высоте:

ДhCA,мм	ДhCБ,мм	MНA, мм	MНБ, мм	ДhпA,мм	ДhпБ,мм	ДhшA,мм	ДhшБ,мм	MZпA, мм	MZпБ, мм	MZшA, мм	MZшБ, мм	MZ, м	Mzпред., ±м
100	100	35	35	18	19	33	34	6	7	12	12	0,054	0,161	НЕ ПРЕВЫШАЕТ доп.

В плане:

1.1 Погрешности примычных углов МАВО2 и МАС'D':

точн., ''	ув.з.т., крат	mв,''	mо,''	m,''	кол-во, n	с,''	АВ, м	С'D', м	МАВО2,''±	МАС'D',''±
5	27	2	2	2	2	206265	49,457	49,602	2	7

1.2 Погрешности углов при отвесах Mв и Mб:

согласно ходу: 1) A - B - O1 - O2 - C' - D'

б, град., мин., сек.	б, рад	tgб	(tg б)^2	с,''	M?=m,''	cos б	(cos б)^2	а, м	с, м	Mб,''±
178	50	59	3,122	-0,020	0,00040	206265	2	-0,9998	1	7,024	4,572	3

в', град., мин., сек.	в', рад	tgв'	(tg в')^2	с,''	M?=m,''	cos в'	(cos в')^2	b', м	с, м	Mв',''±
178	30	42	3,116	-0,026	0,00068	206265	2	-0,9997	1	8,423	4,572	4

1.3 Погрешность проектирования Q:

с,''	с, м	Q,''±
206265	4,572	27

1. Средняя погрешность ориентирования MOA по шахте А:

MOA,'' 28

2. Средняя погрешность Mx'A и Mx'Б положения (.) К от погрешностей ориентирования для шахт А и Б:

MOБ,''	Ry'A, мм	Ry'Б,мм	Mx'A, мм	Mx'Б, мм
29	707212,8	741044,5	97	104

3. Средние погрешности Mx'в и Mx's положения (.) К от погрешностей измерения длин и углов для шахт А и Б:

Mx'в для шахты А:

название	mв, ''	Ry', мм	mв^2*Ry'^2	Mx'в(п),± мм
P	не включать
S	2	370680	549614649600
O	2	590740	1395894990400
A	2	70721	20005839364
B	2	750050	2250300010000
Сумма:	8	1782191	203277104670784	69

название	mв, ''	Ry', мм	mв^2*Ry'^2	Mx'в(ш),± мм
C'	2	751430	2258588179600
D'	2	778620	2424996417600
1'	2	777290	2416718976400	20
2'	2	776690	2412989424400
3'	2	772860	2389250318400
4'	2	766020	2347146561600
5'	2	707960	2004829446400
Сумма:			16254519324400



Mx'в для шахты Б:

назва-ние	mв, ''	Ry', мм	mв^2*Ry'^2	Mx'в(п),± мм
P	не включать
M	2	278510	310271280400
N	2	611230	1494408451600	10
Б	2	741040	2196561126400
Сумма:			4001240858400

название	mв, ''	Ry', мм	mв^2*Ry'^2	Mx'в(ш), ±мм
Б	2	741040	2196561126400
11'	2	743520	2211287961600
12'	2	750570	2253421299600	18
13'	2	752050	2262316810000
14'	2	752340	2264061902400
15'	2	707960	2004829446400
Сумма:			13192478546400

Mx's для шахты А:

название	a	scos^2б', мм	a^2*Уscos^2б'	b	Lх'	b^2*Lх'^2	Mx's^2	Mx's(п), ±мм
P		5622,3348			-43571,8377
S	0,0005	39545,554	0,0597	0,0005	-97568,658	349,2081	349,2678	19
O		181361,866			-207885,876
A		12351,5855			-24715,8322
Сумма:		238881,34			373742,2043

название	a	scos^2б', мм	a^2*Уscos^ 2б'	b	Lх'	b^2*Lх'^2	Mx's(ш),± мм
C'	0,0005	34695,6682	0,11578	0,00005	-41484,6301	594,5203	24
D'		98443,0511			-98452,0251
1'		99595,4295			-99597,2147
2'		101636,824			-101708,886
3'		99536,9576			-99770,7044
4'		29211,9472			-46642,2699
5'		0			0
Сумма:		463119,877			487655,7305



Mx's для шахты Б:

назва-ние	a	scos^2б', мм	a^2*Уscos^2б'	b	Lх'	b^2*Lх'^2	Mx's^2	Mx's(п), ±мм
P		14688,8567			-68748,63
M	0,0005	35479,074	0,0533	0,00005	-111582,736	353,5319	354	19
N		163100,714			-195717,512
Сумма:		213268,645			376048,8816

название	a	scos^2б', мм	a^2*Уscos^2б'	b	Lх'	b^2*Lх'^2	Mx's(ш),± мм
Б	0,0005	116468,25	0,1208547	0,00005	-116494,622	494,2586	22
11'		124860,987			-125058,837
12'		99433,9694			-99444,9841
13'		103588,158			-103588,579
14'		39067,2499			-51,5499118
15'		0			0
Сумма:		483418,615			444638,5723

Размещено на Allbest.ru